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能是通過(guò)氫氣和氧氣反應(yīng)所產(chǎn)生的能量。氫能是氫的化學(xué)能，氫在地球上主要以化合態(tài)的形式出現(xiàn)，是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，二次能源。工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多，常見(jiàn)的有水電解制氫、煤炭氣化制氫、重油及天然氣水蒸氣催化轉(zhuǎn)化制氫等。

什么是氫能

化學(xué)元素氫(H——Hydrogen)，在元素周期表中位于第一位，它是所有原子中最細(xì)小的。眾所周知天然氣報(bào)警器，氫原子與氧原子化合成水，但氫通常的單質(zhì)形態(tài)是氫氣（H2），它是無(wú)色無(wú)味，極易燃燒的雙原子的氣體，氫氣是最輕的氣體。在0攝氏度和一個(gè)大氣壓下，每升氫氣只有0.0899克重——僅相當(dāng)于同體積空氣重量的二十九分之二。氫是宇宙中最常見(jiàn)的元素，氫及其同位素占到了太陽(yáng)總質(zhì)量的84%，宇宙質(zhì)量的75%都是氫。

氫具有高揮發(fā)性、高能量，是能源載體和燃料，同時(shí)氫在工業(yè)生產(chǎn)中也有廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在工業(yè)每年用氫量為5500億立方米，氫氣與其它物質(zhì)一起用來(lái)制造氨水和化肥，同時(shí)也應(yīng)用到汽油精煉工藝、玻璃磨光、黃金焊接、氣象氣球探測(cè)及食品工業(yè)中。液態(tài)氫可以作為火箭燃料，因?yàn)闅涞囊夯瘻囟仍冢?53℃。

氫能在二十一世紀(jì)有可能在世界能源舞臺(tái)上成為一種舉足輕重的二次能源。它是一種極為優(yōu)越的新能源，其主要優(yōu)點(diǎn)有：燃燒熱值高，每千克氫燃燒后的熱量氫氣，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃燒的產(chǎn)物是水，是世界上最干凈的能源。資源豐富，氫氣可以由水制取，而水是地球上最為豐富的資源，演義了自然物質(zhì)循環(huán)利用、持續(xù)發(fā)展的經(jīng)典過(guò)程。

特點(diǎn)

氫位于元素周期表之首，它的原子序數(shù)為1，在常溫常壓下為氣態(tài)，在超低溫高壓下又可成為液態(tài)。作為能源，氫有以下特點(diǎn)：

（l）所有元素中，氫重量最輕。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，它的密度為0.0899g/l；在-252.7°C時(shí)，可成為液體，若將壓力增大到數(shù)百個(gè)大氣壓氫氣，液氫就可變?yōu)楣腆w氫。

（2）所有氣體中，氫氣的導(dǎo)熱性最好，比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍，因此在能源工業(yè)中氫是極好的傳熱載體。

（3）氫是自然界存在最普遍的元素，據(jù)估計(jì)它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75％，除空氣中含有氫氣外，它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中柴油檢測(cè)儀，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)。據(jù)推算，如把海水中的氫全部提取出來(lái)，它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。

（4）除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142,351kJ/kg，是汽油發(fā)熱值的3倍。

（5）氫燃燒性能好，點(diǎn)燃快，與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍，而且燃點(diǎn)高，燃燒速度快。

（6）氫本身無(wú)毒，與其他燃料相比氫燃燒時(shí)最清潔，除生成水和少量氨氣外不會(huì)產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、鉛化物和粉塵顆粒等對(duì)環(huán)境有害的污染物質(zhì)，少量的氨氣經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理也不會(huì)污染環(huán)境巨，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫氫氣，反復(fù)循環(huán)使用。

（7）氫能利用形式多，既可以通過(guò)燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料。用氫代替煤和石油，不需對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)裝備作重大的改造現(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)稍加改裝即可使用。

（8）氫可以以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的氫化物出現(xiàn)，能適應(yīng)貯運(yùn)及各種應(yīng)用環(huán)境的不同要求。

由以上特點(diǎn)可以看出氫是一種理想的新的含能體能源。目前液氫已廣泛用作航天動(dòng)力的燃料，但氫能的大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用還有待解決以下關(guān)鍵問(wèn)題：

廉價(jià)的制氫技術(shù)：因?yàn)闅涫且环N二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氫效率很低，因此尋求大規(guī)模的廉價(jià)的制氫技術(shù)是各國(guó)科學(xué)家共同關(guān)心的問(wèn)題。

安全可靠的貯氫和輸氫方法 由于氫易氣化、著火、爆炸，因此如何妥善解決氫能的貯存和運(yùn)輸問(wèn)題也就成為開(kāi)發(fā)氫能的關(guān)鍵。

許多科學(xué)家認(rèn)為，氫能在二十一世紀(jì)有可能在世界能源舞臺(tái)上成為一種舉足輕重的二次能源。氫能是一種二次能源，因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)一定的方法利用其它能源制取的，而不象煤、石油和天然氣等可以直接從地下開(kāi)采。在自然界中，氫易和氧結(jié)合成水，必須用電分解的方法把氫從水中分離出來(lái)。如果用煤、石油和天然氣等燃燒所產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)換成的電支分解水制氫，那顯然是劃不來(lái)的。現(xiàn)在看來(lái)，高效率的制氫的基本途徑，是利用太陽(yáng)能。如果能用太陽(yáng)能來(lái)制氫，那就等于把無(wú)窮無(wú)盡的、分散的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成了高度集中的干凈能源了，其意義十分重大。目前利用太陽(yáng)能分解水制氫的方法有太陽(yáng)能熱分解水制氫、太陽(yáng)能發(fā)電電解水制氫、陽(yáng)光催化光解水制氫、太陽(yáng)能生物制氫等等。利用太陽(yáng)能制氫有重大的現(xiàn)實(shí)意義，但這卻是一個(gè)十分困難的研究課題，有大量的理論問(wèn)題和工程技術(shù)問(wèn)題要解決，然而世界各國(guó)都十分重視，投入不少的人力、財(cái)力、物力，并且也已取得了多方面的進(jìn)展。因此在以后，以太陽(yáng)能制得的氫能，將成為人類普遍使用的一種優(yōu)質(zhì)、干凈的燃料。

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